Einleitung

Ein Infrarot-Thermometer ist ein berührungslos arbeitendes Temperaturmessgerät. Im normalen Betrieb sind üblicherweise nur wenige Justierungen erforderlich. Dennoch bedeutet dies nicht, dass seine messtechnische Leistungsfähigkeit über die gesamte Nutzungsdauer unverändert bleibt. Langzeitbetrieb, wechselnde Umgebungstemperaturen, mechanische Belastungen, Verschmutzungen der Optik und die Alterung elektronischer Bauteile können die Messergebnisse beeinflussen.

Wenn eine dauerhaft zuverlässige Temperaturmessung erforderlich ist, sollte die Leistungsfähigkeit deshalb abhängig von Nutzungshäufigkeit, Messanforderungen und Einsatzumgebung regelmäßig überprüft werden. Dies gilt insbesondere für Anwendungen in der Instandhaltung, Produktionskontrolle, Qualitätssicherung, Laborprüfung oder anderen Bereichen, in denen Temperaturwerte technische Entscheidungen beeinflussen.

Eine Leistungsprüfung ist nicht mit einer Kalibrierung gleichzusetzen. Bei der Leistungsprüfung wird in erster Linie festgestellt, ob das Gerät weiterhin innerhalb der spezifizierten Fehlergrenzen arbeitet. Werden deutliche Abweichungen festgestellt, können eine fachgerechte Kalibrierung, Justierung oder Reparatur erforderlich sein.

Das Wichtigste im Überblick

● Infrarot-Thermometer sollten entsprechend ihrer Nutzungshäufigkeit und den Messanforderungen regelmäßig überprüft werden und nicht erst dann, wenn ein offensichtlicher Defekt auftritt.
● Die Leistungsprüfung dient dazu festzustellen, ob Messabweichung, Wiederholbarkeit und allgemeiner Gerätezustand weiterhin den Spezifikationen entsprechen.
● Der Vergleich mit einem stabilen Schwarzkörperstrahler ist eine geeignete Methode zur Überprüfung der Infrarot-Temperaturmessung.
● Nach einem Sturz, starken Stoß, einer Reparatur, dem Eindringen von Feuchtigkeit oder längerem Einsatz unter schwierigen Umgebungsbedingungen sollte die Prüfung vorgezogen werden.
● Eine Überschreitung der zulässigen Abweichung bedeutet nicht automatisch, dass der Infrarotsensor defekt ist. Auch Emissionsgradeinstellung, Optik, Messabstand und Umgebungsbedingungen müssen geprüft werden.
● Bei hohen Genauigkeitsanforderungen sollten feste Prüf- oder Kalibrierintervalle definiert und entsprechende Aufzeichnungen geführt werden.

Warum ist eine Leistungsprüfung bei Infrarot-Thermometern sinnvoll?

Ein Infrarot-Thermometer ermittelt die Oberflächentemperatur aus der vom Messobjekt abgegebenen Infrarotstrahlung. Dabei berücksichtigt das Gerät unter anderem den eingestellten Emissionsgrad, die Umgebungskompensation und interne Auswertealgorithmen. Die Messkette umfasst somit Optik, Infrarotdetektor, Umgebungstemperatursensor, analoge Elektronik und digitale Signalverarbeitung.

Im Laufe der Nutzungsdauer können sich einzelne Komponenten geringfügig verändern. Typische Einflussfaktoren sind:

● Langfristige Drift des Infrarotdetektors oder elektronischer Komponenten.
● Staub, Öl, Kratzer oder andere Verunreinigungen auf der Optik, die den Strahlungseinfall auf den Sensor beeinflussen.
● Große Änderungen der Umgebungstemperatur, die sich auf die interne Temperaturkompensation auswirken können.
● Stürze oder mechanische Stöße, die Optik, Mechanik oder elektronische Bauteile beeinträchtigen können.
● Langfristiger Betrieb bei hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit, Staub, Ölnebel oder starken Vibrationen.

Solche Veränderungen führen nicht zwangsläufig zu einem vollständigen Geräteausfall. Häufig lässt sich das Infrarot-Thermometer weiterhin einschalten und zeigt plausible Temperaturwerte an, obwohl die Messabweichung bereits größer geworden ist.

Die Leistungsprüfung beantwortet daher nicht nur die Frage, ob das Gerät funktioniert, sondern vor allem, ob es weiterhin zuverlässig misst.

Was ist der Unterschied zwischen Leistungsprüfung und Kalibrierung?

Leistungsprüfung und Kalibrierung stehen in engem Zusammenhang, verfolgen jedoch unterschiedliche Ziele.

● Bei einer Leistungsprüfung wird das Infrarot-Thermometer mit einer Referenz bekannter Temperatur verglichen, um festzustellen, ob seine Messwerte noch innerhalb der festgelegten Toleranzen liegen.
● Bei einer Kalibrierung werden die Anzeigen des Messgeräts unter definierten Bedingungen systematisch mit geeigneten Referenzwerten verglichen. Die Ergebnisse werden üblicherweise dokumentiert; je nach Anforderung kommen messtechnisch rückführbare Referenzmittel zum Einsatz.

Ist beispielsweise für einen bestimmten Temperaturbereich eine zulässige Messabweichung angegeben, kann das Infrarot-Thermometer mit einem stabilen Schwarzkörperstrahler geprüft werden. Liegen die Ergebnisse innerhalb der spezifizierten Grenzwerte, kann die Messleistung grundsätzlich als ausreichend bewertet werden.

Werden die zulässigen Abweichungen überschritten, sollte das Gerät weiter untersucht und gegebenenfalls kalibriert, justiert oder repariert werden.

Wie häufig sollte eine Leistungsprüfung durchgeführt werden?

Für Infrarot-Thermometer gibt es kein universell gültiges Prüfintervall. Das Intervall sollte anhand von Einsatzbedingungen, Nutzungshäufigkeit, Messrisiko, Genauigkeitsanforderungen und internen Qualitätsvorgaben festgelegt werden.

Dabei können folgende Punkte berücksichtigt werden:

● Bei gelegentlicher Nutzung und moderaten Genauigkeitsanforderungen kann die Prüfung nach Herstellerempfehlung oder gemäß dem internen Prüfmittelmanagement erfolgen.
● Bei häufigem Einsatz in Instandhaltung, Qualitätsprüfung oder Produktionsüberwachung können kürzere Intervalle sinnvoll sein.
● In Laboren, in der Qualitätssicherung oder bei kritischen Prozessen sollte ein klar definiertes Prüf- oder Kalibrierprogramm bestehen.
● Zeigen historische Prüfergebnisse über längere Zeit eine hohe Stabilität, kann das Intervall im Rahmen des jeweiligen Qualitätsmanagements bewertet und gegebenenfalls angepasst werden.
● Zeigt ein Gerät wiederholt eine deutliche Drift, sollte nicht nur das Prüfintervall verkürzt, sondern auch die Einsatzumgebung und der Gerätezustand untersucht werden.

Ein risikobasiertes Prüfintervall ist daher in der Regel sinnvoller als eine starre Vorgabe für sämtliche Geräte.

Wann sollte die Prüfung vor dem regulären Termin erfolgen?

Bestimmte Ereignisse können eine außerplanmäßige Leistungsprüfung erforderlich machen.

● Nach einem Sturz oder starken Stoß: Auch ohne sichtbare Gehäuseschäden können Optik oder interne Komponenten beeinträchtigt sein.
● Nach Reparatur oder Öffnen des Geräts: Insbesondere nach dem Austausch des Infrarotdetektors, optischer Komponenten, der Leiterplatte oder anderer wesentlicher Bauteile sollte die Messleistung erneut geprüft werden.
● Bei plötzlich auffälligen Messwerten: Weichen Messwerte bei vergleichbaren Bedingungen deutlich von früheren Ergebnissen ab, sollten zunächst die Messbedingungen und anschließend gegebenenfalls das Gerät geprüft werden.
● Nach längerer Lagerung: Vor dem erneuten Einsatz für wichtige Messaufgaben kann eine Leistungsprüfung sinnvoll sein.
● Nach längerem Einsatz unter schwierigen Umgebungsbedingungen: Hohe Temperaturen, Feuchtigkeit, Staub, Öl und starke Vibrationen können die Langzeitstabilität beeinflussen.
● Vor einer wichtigen Messaufgabe: Wenn Messergebnisse unmittelbar für Wartungs-, Qualitäts- oder Prozessentscheidungen verwendet werden, kann eine vorherige Überprüfung das Messrisiko reduzieren.

Wie wird die Leistung eines Infrarot-Thermometers üblicherweise geprüft?

Für eine fachgerechte Prüfung wird vorzugsweise ein stabiler Schwarzkörperstrahler mit bekannten Eigenschaften verwendet.

Der Schwarzkörperstrahler wird auf die gewünschte Temperatur eingestellt und bis zur thermischen Stabilisierung betrieben. Anschließend wird das Infrarot-Thermometer unter definierten Bedingungen hinsichtlich Abstand, Sichtfeld und Geräteeinstellung auf die Strahlungsquelle ausgerichtet. Der angezeigte Messwert wird mit dem Referenzwert verglichen.

Dabei sollten insbesondere folgende Bedingungen eingehalten werden:

● Der Schwarzkörperstrahler muss vor der Messung ausreichend stabilisiert sein.
● Die Messfläche muss den Messfleck des Infrarot-Thermometers vollständig ausfüllen.
● Der Messabstand muss zum D:S-Verhältnis und zur optischen Auslegung des Geräts passen.
● Der Emissionsgrad muss entsprechend den Prüfbedingungen korrekt eingestellt sein.
● Gerät und Referenzquelle sollten sich möglichst in einer stabilen Umgebungstemperatur befinden.
● Starke Luftströmungen, Dampf, Rauch und andere Störfaktoren im Infrarot-Strahlengang sollten vermieden werden.
● Mehrere Wiederholungsmessungen ermöglichen eine Beurteilung der Wiederholbarkeit.

Für eine umfassendere Prüfung sollten mehrere Temperaturpunkte gewählt werden. Dadurch lässt sich die Messleistung über den relevanten Temperaturbereich besser beurteilen.

Kann ein normales Kontaktthermometer zur Prüfung verwendet werden?

Ein Kontaktthermometer kann für einfache Plausibilitäts- oder Trendvergleiche nützlich sein, ist jedoch keine ideale Referenz für eine formale Leistungsprüfung eines Infrarot-Thermometers.

Beide Geräte arbeiten nach unterschiedlichen Messprinzipien. Das Kontaktthermometer misst die Temperatur an der Berührungsstelle des Fühlers, während das Infrarot-Thermometer die Wärmestrahlung einer bestimmten Fläche erfasst.

Bei Messungen an Metall, Glas oder anderen realen Oberflächen kommen zusätzliche Einflussgrößen hinzu, beispielsweise Emissionsgrad, reflektierte Hintergrundstrahlung, Temperaturverteilung der Oberfläche und Qualität des Fühlerkontakts.

Wenn festgestellt werden soll, ob das Infrarot-Thermometer selbst noch innerhalb seiner spezifizierten Fehlergrenzen arbeitet, ist daher ein geeigneter Schwarzkörperstrahler oder eine entsprechende Infrarot-Kalibriereinrichtung vorzuziehen.

Warum sollte die Prüfung nicht auf einem einzelnen Messwert beruhen?

Ein einzelner auffälliger Messwert bedeutet nicht zwangsläufig, dass das Infrarot-Thermometer fehlerhaft ist oder eine Drift aufweist.

Mögliche zusätzliche Fehlerquellen sind:

● Falsch eingestellter Emissionsgrad.
● Zu großer Messabstand, sodass das Messobjekt den Messfleck nicht vollständig ausfüllt.
● Staub, Öl, Kondensation oder andere Verschmutzungen auf der Optik.
● Noch nicht stabilisierte Referenz- oder Zieltemperatur.
● Unzureichende thermische Anpassung des Geräts nach einem Wechsel zwischen deutlich unterschiedlichen Umgebungstemperaturen.
● Ungeeigneter Messwinkel.
● Starke reflektierte Wärmestrahlung von benachbarten heißen Objekten.

Bei einem auffälligen Messwert sollten daher zunächst die Messbedingungen überprüft und mehrere Wiederholungsmessungen durchgeführt werden. Erst eine reproduzierbare, deutlich außerhalb der Toleranz liegende Abweichung unter kontrollierten Bedingungen liefert einen belastbareren Hinweis auf eine mögliche Gerätedrift.

Welche Punkte werden bei einer Leistungsprüfung kontrolliert?

Der Umfang richtet sich nach der Anwendung. Im Mittelpunkt steht normalerweise die Abweichung der Temperaturanzeige vom Referenzwert.

Typische Prüfpunkte sind:

● Messabweichung: Liegt die Differenz zwischen Geräteanzeige und Referenztemperatur innerhalb der spezifizierten Genauigkeitsgrenze?
● Wiederholbarkeit: Bleiben wiederholte Messungen unter identischen Bedingungen ausreichend konstant?
● Verhalten bei unterschiedlichen Temperaturpunkten: Treten zwischen niedrigen, mittleren und hohen Temperaturen auffällige Unterschiede in der Messabweichung auf?
● Grundfunktionen: Funktionieren Display, Tasten, Laserzielhilfe, Alarmfunktionen, Data Hold und weitere Bedienfunktionen ordnungsgemäß?
● Zustand der Optik: Ist die Linse sauber, unbeschädigt, fest montiert und frei von relevanten Verunreinigungen?

Für die allgemeine Anwendung sind Messabweichung und Wiederholbarkeit meist die wichtigsten Kriterien. In Laboren, Qualitätssystemen oder kritischen Produktionsprozessen kann ein umfassenderer Prüfplan erforderlich sein.

Was ist zu tun, wenn die Leistungsprüfung nicht bestanden wird?

Überschreitet das Infrarot-Thermometer unter kontrollierten Prüfbedingungen die zulässige Abweichung, sollte der Messwert nicht einfach durch einen willkürlich gewählten Korrekturwert angepasst werden.

Zunächst sollten folgende Punkte geprüft werden:

● Ist der Emissionsgrad korrekt eingestellt?
● Ist der Schwarzkörperstrahler thermisch stabil?
● Sind Messabstand und Messfleckgröße geeignet?
● Ist die Optik sauber?
● Ist die Umgebungstemperatur stabil?
● Hatte das Gerät ausreichend Zeit zur thermischen Anpassung?

Bleibt die Abweichung auch nach Ausschluss dieser Einflussfaktoren bestehen, sollte das Gerät nicht mehr für Messungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen eingesetzt werden. In diesem Fall empfiehlt sich eine weiterführende Prüfung durch den Hersteller, einen qualifizierten Serviceanbieter oder ein entsprechend ausgestattetes Kalibrierlabor.

Sofern interne Justierungen möglich sind, sollten diese nur mit geeigneten Referenzmitteln und nach fachgerechten Verfahren durchgeführt werden. Eine Justierung ausschließlich anhand eines zweiten, nicht verifizierten Hand-Infrarot-Thermometers ist nicht empfehlenswert.

Wie lässt sich das Risiko einer Leistungsdrift im täglichen Einsatz reduzieren?

Sachgerechte Nutzung und Wartung unterstützen die langfristige Stabilität des Geräts.

● Gerät vor Stürzen, starken Stößen und dauerhaften Vibrationen schützen.
● Infrarotoptik sauber halten und nicht mit scharfkantigen oder scheuernden Materialien reinigen.
● Längere Lagerung bei extremer Hitze, hoher Luftfeuchtigkeit oder korrosiver Umgebung vermeiden.
● Nach dem Wechsel aus einer kalten in eine warme Umgebung ausreichend Zeit für die thermische Anpassung einplanen, bevor präzise Messungen durchgeführt werden.
● Den Laserpunkt nicht mit dem tatsächlichen Messfleck gleichsetzen; stets das D:S-Verhältnis berücksichtigen.
● Den Emissionsgrad entsprechend der Zieloberfläche einstellen.
● Für wichtige Prüfmittel Geräteidentifikation, Nutzung, Prüfungen und ungewöhnliche Ereignisse dokumentieren.

Eine gute Wartung ersetzt die Leistungsprüfung nicht, reduziert jedoch das Risiko unerwarteter Messabweichungen.

FAQ

Muss ein Infrarot-Thermometer jedes Jahr kalibriert werden?
Nicht grundsätzlich. Das Prüf- oder Kalibrierintervall sollte anhand der Herstellerempfehlung, Nutzungshäufigkeit, Genauigkeitsanforderungen, Umgebungsbedingungen und internen Qualitätsvorgaben festgelegt werden.

Wenn das Infrarot-Thermometer normal einschaltet und Temperaturwerte anzeigt, ist dann keine Prüfung erforderlich?
Nein. Eine normale Anzeige bestätigt lediglich die grundlegende Funktion. Sie belegt nicht, dass das Gerät seine ursprüngliche Genauigkeit weiterhin einhält.

Kann man zwei Infrarot-Thermometer miteinander vergleichen?
Für eine erste Plausibilitätsprüfung ja. Wenn jedoch keines der beiden Geräte als zuverlässige Referenz bestätigt ist, lässt sich daraus nicht ableiten, welches näher am tatsächlichen Wert liegt. Für eine formale Prüfung ist ein stabiler Schwarzkörperstrahler besser geeignet.

Kann der Emissionsgrad so verändert werden, bis der Messwert mit der Referenz übereinstimmt?
Das ist nicht empfehlenswert. Der Emissionsgrad muss der Zieloberfläche beziehungsweise den definierten Prüfbedingungen entsprechen und darf nicht als beliebiger Korrekturfaktor für Geräteabweichungen verwendet werden.

Soll ein Infrarot-Thermometer nach einem Sturz geprüft werden, auch wenn äußerlich keine Schäden erkennbar sind?
Bei wichtigen oder genauigkeitskritischen Messungen ja. Ein Sturz kann die interne Optik oder Elektronik beeinflussen, auch wenn das Gehäuse unbeschädigt erscheint.

Reicht eine Prüfung an nur einem Temperaturpunkt aus?
Für eine einfache Funktionskontrolle kann ein einzelner Punkt ausreichen. Für eine aussagekräftigere Beurteilung der Messleistung sollten mehrere repräsentative Temperaturpunkte innerhalb des relevanten Messbereichs geprüft werden.

Zusammenfassung

Auch bei einem berührungslos arbeitenden elektronischen Temperaturmessgerät kann sich die Messleistung im Laufe der Zeit durch Bauteildrift, Verschmutzung der Optik, Umgebungsänderungen, mechanische Belastungen und Alterung verändern. Wenn zuverlässige Messergebnisse erforderlich sind, ist eine regelmäßige Leistungsprüfung deshalb sinnvoll.

Im Mittelpunkt steht der Vergleich des Infrarot-Thermometers mit einer bekannten Referenz unter stabilen und kontrollierten Bedingungen. Dabei wird beurteilt, ob Messabweichung und Wiederholbarkeit weiterhin innerhalb der festgelegten Grenzen liegen. Ein stabiler Schwarzkörperstrahler stellt hierfür eine geeignete Referenz dar.

Prüfintervalle sollten nicht pauschal festgelegt werden, sondern Nutzungshäufigkeit, Einsatzbedingungen, Messrisiko und historische Stabilität berücksichtigen. Nach Sturz, Reparatur, langer Lagerung oder auffälligen Messergebnissen sollte eine außerplanmäßige Prüfung in Betracht gezogen werden.

Sachgerechte Nutzung, regelmäßige Pflege und ein angemessenes Prüf- oder Kalibrierkonzept tragen gemeinsam dazu bei, die Zuverlässigkeit von Infrarot-Temperaturmessungen langfristig sicherzustellen.